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1、关于化学反应的速率化学动力学现在学习的是第1页，共72页热力学的研究方法和局限性热力学的研究方法和局限性热力学方法的局限性热力学方法的局限性不研究物质的不研究物质的宏观性质和微观结构之间的关系宏观性质和微观结构之间的关系；不知道反应的不知道反应的机理、历程以及速率机理、历程以及速率；只讨论变化的可能性，无法指出如何只讨论变化的可能性，无法指出如何将可能性变为将可能性变为现实的方法和途径现实的方法和途径。现在学习的是第2页，共72页1.化学反应速率的表示法化学反应速率的表示法2.反应历程和基元反应反应历程和基元反应3.具有简单级数的反应具有简单级数的反应4.影响化学反应速率的一些因素影响化学反应
2、速率的一些因素5.反应速率理论简介反应速率理论简介6.催化作用催化作用第十一章第十一章 化学反应的速率化学反应的速率现在学习的是第3页，共72页1.动力学曲线（补充）动力学曲线（补充）2.转化速率和反应速率的定义转化速率和反应速率的定义3.化学反应的平均速率与瞬时速率化学反应的平均速率与瞬时速率第一节第一节 化学反应速率的表示法化学反应速率的表示法现在学习的是第4页，共72页动力学曲线动力学曲线是描述反应物和产物的浓度随时间的是描述反应物和产物的浓度随时间的变化曲线。变化曲线。动力学曲线动力学曲线浓度浓度c时间时间t反应物反应物R产物产物P现在学习的是第5页，共72页1.转化速率转化速率2.反
3、应速率反应速率3.化学反应的平均速率和瞬时速率化学反应的平均速率和瞬时速率化学反应速率的表示法化学反应速率的表示法现在学习的是第6页，共72页BBB()(0)nn转化速率转化速率BB0(B)对于任一反应对于任一反应现在学习的是第7页，共72页BBd()d1ddnttt转化速率必须与转化速率必须与具体的反应方程式具体的反应方程式相对应。相对应。转化速率转化速率1mol s由反应进度定义的化学反应速率称为由反应进度定义的化学反应速率称为转化速转化速率率，用符号，用符号 表示，单位为表示，单位为 。J（或）现在学习的是第8页，共72页1 dd1VVtBB1d()dntVtB1 dBdt单位：单位：3
4、1mol ms浓度浓度ct时间时间反应物反应物Rd Pd td Rd t产物产物PtRP反应速率反应速率1浓度 时间现在学习的是第9页，共72页例如例如223N(g)3H(g)2NH(g)2d Ndt 2d H13dt 3d NH12dt反应速率与反应速率与具体的反应方程式有关具体的反应方程式有关，但它与反应系，但它与反应系统中选用统中选用何种物质何种物质进行计算进行计算无关无关。对于一个确定。对于一个确定的反应方程式，其值只有一个。的反应方程式，其值只有一个。反应速率反应速率现在学习的是第10页，共72页浓度浓度c时间时间t反应物反应物R产物产物Pt1 t2化学反应的平均速率和瞬时速率化学反
5、应的平均速率和瞬时速率绝大多数反应的反应速率随时间而改变。绝大多数反应的反应速率随时间而改变。RP现在学习的是第11页，共72页1.反应历程和基元反应反应历程和基元反应2.基元反应的速率方程基元反应的速率方程第二节第二节 反应历程和基元反应反应历程和基元反应现在学习的是第12页，共72页22H(g)Cl(g)2HCl(g)通常所写的化学方程式绝大多数并不代表反应的真正历程，通常所写的化学方程式绝大多数并不代表反应的真正历程，而仅代表反应的总结果，即化学计量式而仅代表反应的总结果，即化学计量式。例如：例如：在光照条件下实际由如下在光照条件下实际由如下4步反应完成步反应完成2ClM2ClM2ClH
6、HClH2HClHClCl2ClClMClM反应历程和基元反应反应历程和基元反应现在学习的是第13页，共72页22H(g)Cl(g)2HCl(g)由反应物分子（或离子、原子以及自由基）直接碰撞发由反应物分子（或离子、原子以及自由基）直接碰撞发生相互作用而生成产物的反应，称为生相互作用而生成产物的反应，称为基元反应基元反应。2(1)ClM2ClM2(2)ClHHClH2(3)HClHClCl2(4)ClClMClM基元反应基元反应总包反应总包反应反应历程和基元反应反应历程和基元反应总反应总反应现在学习的是第14页，共72页在在基元反应基元反应中，中，反应物分子数之和反应物分子数之和称为称为反应分
7、子反应分子数数。反应分子数是不大于反应分子数是不大于3的的正整数（正整数（1,2,3）。反应历程和基元反应反应历程和基元反应现在学习的是第15页，共72页例如：例如：dAAdkt0AlgA2.303kt表示表示反应速率与浓度反应速率与浓度等参数之间的关系，或表示等参数之间的关系，或表示浓度等浓度等参数与时间参数与时间关系的方程称为关系的方程称为反应的速率方程反应的速率方程，又称动力，又称动力学方程。其一般由实验确定。学方程。其一般由实验确定。基元反应的速率方程基元反应的速率方程速率方程可表示为微分式或积分式。速率方程可表示为微分式或积分式。现在学习的是第16页，共72页经验证明基元反应的速率方
8、程都比较简单，即经验证明基元反应的速率方程都比较简单，即基基元反应元反应的速率与反应物的浓度（带有相应的指数）的速率与反应物的浓度（带有相应的指数）的乘积成正比。其中各浓度的指数就是反应式中各的乘积成正比。其中各浓度的指数就是反应式中各相应物质的系数。基元反应的这个规律称为相应物质的系数。基元反应的这个规律称为质量作质量作用定律用定律。基元反应的速率方程基元反应的速率方程现在学习的是第17页，共72页2(1)ClM2ClM 2(2)Cl HHClH2(3)H ClHCl Cl2(4)2Cl MClM基元反应基元反应反应速率反应速率 a2Cl M k b2ClH kc2 HCl k2dCl M
9、k反应分子数反应分子数 2 2 2 3 基元反应的速率方程基元反应的速率方程比例系数比例系数k与反应物的浓度无关，与反应物的浓度无关，称为反应的速率常数，称为反应的速率常数，其单位与具体的速率方程有关。其单位与具体的速率方程有关。现在学习的是第18页，共72页1.反应级数和准级数反应反应级数和准级数反应2.零级反应零级反应3.一级反应一级反应4.二级反应二级反应5.根据反应特点判断反应级数根据反应特点判断反应级数第三节第三节 具有简单级数的反应具有简单级数的反应现在学习的是第19页，共72页速率方程中各反应物速率方程中各反应物浓度项的指数浓度项的指数称为该反应物的称为该反应物的级数级数；速率方
10、程中所有速率方程中所有浓度项指数的代数和浓度项指数的代数和称为该称为该反应的总级反应的总级数（数（反应级数反应级数），通常用，通常用n 表示。表示。反应级数和准级数反应反应级数和准级数反应ABGHabgh比如反应比如反应2ABk 若实验测得其速率方程为若实验测得其速率方程为则该反应对则该反应对A是一级，对是一级，对B是二级。是二级。反应为三级反应。反应为三级反应。现在学习的是第20页，共72页反应级数可以是反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零正数、负数、整数、分数或零，甚至有的反，甚至有的反应无法用简单的数字来表示级数。应无法用简单的数字来表示级数。基元反应的反应级数等于反应分子数基元反应
11、的反应级数等于反应分子数（1,2,3）。反应级数和准级数反应反应级数和准级数反应非基元反应的反应级数只能通过实验测得。非基元反应的反应级数只能通过实验测得。12ABk 1.5级级 2ABk负一级负一级 21222H Br 1+HBrBr/kk无简单级数无简单级数 现在学习的是第21页，共72页若某一物质的浓度远远大于其他反应物的浓度，在若某一物质的浓度远远大于其他反应物的浓度，在反应过程反应过程中可以认为其浓度没有变化中可以认为其浓度没有变化，而将其浓度并入速率常数，而将其浓度并入速率常数项，这时反应的项，这时反应的总级数相应下降总级数相应下降，该反应称为，该反应称为准级数反准级数反应应。(1
12、)ABk(2)H A kBk AB(A)kkA k(H)kk准一级反应准一级反应 准一级反应准一级反应 H为催化剂为催化剂 反应级数和准级数反应反应级数和准级数反应现在学习的是第22页，共72页具有简单级数的反应具有简单级数的反应指反应级数为指反应级数为正整数正整数的反应的反应。基元反应具有简单级数，基元反应具有简单级数，但具有简单级数的反应但具有简单级数的反应不一定是基元反应不一定是基元反应。比如反应比如反应22HI2HI经实验测定它是二级反应，但非基元反应。经实验测定它是二级反应，但非基元反应。反应级数和准级数反应反应级数和准级数反应现在学习的是第23页，共72页反应速率方程中，反应物浓度
13、项不出现，即反应速率方程中，反应物浓度项不出现，即反应速率与反反应速率与反应物浓度无关应物浓度无关，这种反应称为，这种反应称为零级反应零级反应。零级反应零级反应的速率为一的速率为一常数常数。0k由于反应只在催化剂表面上进行由于反应只在催化剂表面上进行，反应速率决定于固体，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位。催化剂的有效表面活性位。零级反应零级反应常见的零级反应有常见的零级反应有表面催化和酶催化反应表面催化和酶催化反应。现在学习的是第24页，共72页AP0dAdkt 0A0A0dAd tkt速率方程的微分式速率方程的微分式移项并积分移项并积分00AAk t当当01 20A2tk0AA2零级
14、反应零级反应现在学习的是第25页，共72页零级反应的特点零级反应的特点3.反应物的浓度反应物的浓度与与时间时间 t 呈线性关系呈线性关系2.半衰期与反应物起始浓度成正比半衰期与反应物起始浓度成正比零级反应零级反应1.速率常数速率常数 k0 的单位为的单位为 1浓度 时间01 20A2tk00AAk t现在学习的是第26页，共72页反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一一级反应级反应。常见的一级反应有放射性元素的蜕变、五氧化二氮的分解常见的一级反应有放射性元素的蜕变、五氧化二氮的分解等。等。一级反应一级反应25242251N ON OO N
15、 O 2k22622242268886288RaRaHe Ra k 现在学习的是第27页，共72页AP1dAdAkt 0A1A0dAd Atk t速率方程的微分式速率方程的微分式移项并积分移项并积分01lnAlnAk t 一级反应一级反应10lgAlgA2.303k t现在学习的是第28页，共72页当当1 210.693tk0AA2一级反应一级反应10lgAlgA2.303k t01AlgA2.303k t1 1 2lg22.303k t现在学习的是第29页，共72页一级反应的特点一级反应的特点3.线性关系为线性关系为2.半衰期是与反应物起始浓度无关的常数半衰期是与反应物起始浓度无关的常数一级
16、反应一级反应1.速率常数速率常数 k1 的单位为的单位为 1时间1 210.693tk10lgAlgA2.303k t现在学习的是第30页，共72页一级反应引申的特点一级反应引申的特点一级反应一级反应1.所有分数衰期都是与起始浓度无关的常数所有分数衰期都是与起始浓度无关的常数2.1/23/47/8:1:2:3ttt01AlgA2.303k t3.反应间隔时间反应间隔时间t相相同同，c/c0相同相同10Aexp()Ak t现在学习的是第31页，共72页某金属同位素进行某金属同位素进行放射，放射，1414d 后同位素活性下降了后同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：。试求该同位素的：-111
17、(1)2.303 14 lg0.00507d10.0685k 1/21(2)0.693/136.7 dtk(1)蜕变常数；蜕变常数；(2)半衰期；半衰期；(3)分解分解90%所需时间所需时间一级反应一级反应01AlgA2.303k t现在学习的是第32页，共72页某金属同位素进行某金属同位素进行放射，放射，1414d 后，同位素活性下降了后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：。试求该同位素的：12.3031(3)lg454.2d1 0.9tk(1)蜕变常数；蜕变常数；(2)半衰期；半衰期；(3)分解分解90%所需时间所需时间一级反应一级反应01AlgA2.303k t现在学习的是第3
18、3页，共72页325325325CH COOC H+OHCH COOC H OH CH COOC H OH k反应速率方程中，浓度项的反应速率方程中，浓度项的指数和等于指数和等于2的反应称为的反应称为二级反级反应应。2222HIH+I HI k常见的二级反应有乙酸乙酯的皂化，碘化氢的热分解反应等常见的二级反应有乙酸乙酯的皂化，碘化氢的热分解反应等。二级反应二级反应现在学习的是第34页，共72页ABP 二级反应二级反应2dAdBddABktt 0A22A0dAd Atkt速率方程的微分式速率方程的微分式移项并积分移项并积分设设A、B的起始浓度相同，则的起始浓度相同，则22dAdAkt现在学习的是
19、第35页，共72页当当1 2201Atk0AA2二级反应二级反应2011AAk t0A22A0dAd Atkt现在学习的是第36页，共72页二级反应的特点（反应物起始浓度相等）二级反应的特点（反应物起始浓度相等）3.线性关系为线性关系为2.半衰期是与反应物起始浓度成反比半衰期是与反应物起始浓度成反比二级反应二级反应1.速率常数速率常数 k2 的单位为的单位为 -1-1浓度时间1 2201Atk2011AAk t现在学习的是第37页，共72页二级反应引申的特点（反应物起始浓度相等）二级反应引申的特点（反应物起始浓度相等）二级反应二级反应1/23/47/8:1:3:7ttt2011AAk t现在学
20、习的是第38页，共72页1.尝试法尝试法 实验测得一系列反应物或生成物的浓度随时间的变化数实验测得一系列反应物或生成物的浓度随时间的变化数据后，据后，将各组的将各组的浓度和时间数据浓度和时间数据代入代入速率方程速率方程的定积分式的定积分式中，计算中，计算 k 值。若得值。若得 k 值基本为常数，则反应为所代入值基本为常数，则反应为所代入方程的级数。若求得方程的级数。若求得 k 不为常数，则需再进行假设。不为常数，则需再进行假设。根据反应特点判断反应级数根据反应特点判断反应级数对于具有简单级数的反应，可采用以下几种方法：对于具有简单级数的反应，可采用以下几种方法：现在学习的是第39页，共72页2
21、.根据根据速率常数的单位速率常数的单位判断判断3.根据根据半衰期与反应物浓度的关系半衰期与反应物浓度的关系判断判断4.根据根据 的比值判断的比值判断 1/23/47/8:ttt5.根据时间间隔相同时浓度比判断根据时间间隔相同时浓度比判断根据反应特点判断反应级数根据反应特点判断反应级数现在学习的是第40页，共72页某抗菌素某抗菌素A注入人体后，在血液中呈现简单级数的反应。注入人体后，在血液中呈现简单级数的反应。如果在人体中注射如果在人体中注射0.5g该抗菌素，然后在不同时间该抗菌素，然后在不同时间t测定测定它在血液中的浓度它在血液中的浓度cA（mg/100mL表示），得到下列数据：表示），得到下
22、列数据：t/h481216cA(mg/100mL)0.4800.3260.2220.151(1)确定反应级数；确定反应级数；(2)计算反应速率系数；计算反应速率系数；(3)求求t1/2根据反应特点判断反应级数根据反应特点判断反应级数现在学习的是第41页，共72页某有机物某有机物A的水解反应，用酸做催化剂，其速率方程可的水解反应，用酸做催化剂，其速率方程可表示为表示为 ，实验数据见下表：，实验数据见下表：dAH A(H dkt 常常数数)序号A0/molL-1H+/molL-1t1/2/ht3/4/h(1)0.10.0112(2)0.10.020.51试求试求、根据反应特点判断反应级数根据反应特
23、点判断反应级数现在学习的是第42页，共72页1.浓度的影响浓度的影响2.温度的影响温度的影响3.反应物之间接触情况的影响反应物之间接触情况的影响第四节第四节 影响化学反应速率的一些因素影响化学反应速率的一些因素现在学习的是第43页，共72页浓度的影响浓度的影响定温下，增加反应物浓度，反应速率通常增大。定温下，增加反应物浓度，反应速率通常增大。增加反应物浓度增加反应物浓度反应分子间碰撞机会增多反应分子间碰撞机会增多单位时间和单位体积内的有效碰撞次数增加单位时间和单位体积内的有效碰撞次数增加反应速率加快反应速率加快现在学习的是第44页，共72页2.vant Hoff 近似规律近似规律3.Arrhe
24、nius经验式经验式4.活化能活化能温度的影响温度的影响1.温度对速率影响的类型温度对速率影响的类型现在学习的是第45页，共72页温度对速率的影响通常有五种类型：温度对速率的影响通常有五种类型：温度对速率影响的类型温度对速率影响的类型(1)(2)TrTr(3)Tr(4)Tr(5)Tr现在学习的是第46页，共72页反应速率随温度的升高而逐渐加快，它们反应速率随温度的升高而逐渐加快，它们之间之间呈指数关系呈指数关系，这类反应，这类反应最为常见最为常见。开始时温度影响不大，到达一定极限时，反应开始时温度影响不大，到达一定极限时，反应以以爆炸的形式爆炸的形式极快的进行。极快的进行。(1)Tr(2)Tr
25、温度对速率影响的类型温度对速率影响的类型现在学习的是第47页，共72页(3)Tr(4)Tr在温度不太高时，速率随温度的升高而加快在温度不太高时，速率随温度的升高而加快，到达一定的温度，速率反而下降到达一定的温度，速率反而下降。如多相。如多相催化反应和酶催化反应。催化反应和酶催化反应。速率在随温度升到某一高度时下降，再升速率在随温度升到某一高度时下降，再升高温度，速率又迅速增加，可能高温度，速率又迅速增加，可能发生了副发生了副反应。反应。温度对速率影响的类型温度对速率影响的类型现在学习的是第48页，共72页(5)Tr温度升高，速率反而下降温度升高，速率反而下降。这种类型的反应。这种类型的反应很少
26、，如一氧化氮氧化成二氧化氮。很少，如一氧化氮氧化成二氧化氮。温度对速率影响的类型温度对速率影响的类型对大多数反应来说，化学反应速率随温度升高而加对大多数反应来说，化学反应速率随温度升高而加快。快。现在学习的是第49页，共72页vant Hoff 近似规律近似规律vant Hoff 第一个提出温度与速率之间的定量关第一个提出温度与速率之间的定量关系：系：温度每升高温度每升高10 K，反应速率是原速率的反应速率是原速率的2-4倍倍。这只是一种粗略的估计，当温度变化不大，又不需这只是一种粗略的估计，当温度变化不大，又不需要精确数据时，可用以作参考。要精确数据时，可用以作参考。现在学习的是第50页，共
27、72页Arrhenius经验式有不同的表述形式经验式有不同的表述形式（1）微分式）微分式a2dlndEkTRT（2）不定积分式）不定积分式alnlnEkART（3）定积分式）定积分式a1221()11ln()()k TEk TR TT（4）指数式）指数式aexp()EkARTArrhenius经验式经验式现在学习的是第51页，共72页Arrhenius 经验式有不同的表述形式经验式有不同的表述形式a2dlndEkTRTalnlnEkART a1221()11ln()()k TEk TR TTaexp()EkARTArrhenius经验式经验式式中，式中，A为常数，称为指前因子；为常数，称为指前
28、因子；Ea为实验活化能，单为实验活化能，单位为位为Jmol-1。对某一给定反应，当温度区间不大时，。对某一给定反应，当温度区间不大时，A和和 Ea不随温度而改变。不随温度而改变。现在学习的是第52页，共72页在在673K下，下，N2和和H2合成合成NH3，动力学实验表明，动力学实验表明，没有催化剂时活化能为没有催化剂时活化能为334.9kJmol-1，用，用Fe催化时催化时活化能为活化能为167.4kJmol-1。假定催化和非催化反应的。假定催化和非催化反应的指前因子相等，求两种情况下反应速率常数之比。指前因子相等，求两种情况下反应速率常数之比。Arrhenius经验式经验式13a2a112e
29、xp()1.02 10EEkkRT现在学习的是第53页，共72页均相反应：系统内各部分完全均匀，分子或离子的运均相反应：系统内各部分完全均匀，分子或离子的运动比较自由，相互碰撞的机会较多，碰撞频率较高，动比较自由，相互碰撞的机会较多，碰撞频率较高，不存在反应物之间的接触问题；不存在反应物之间的接触问题；多相反应：反应分子间的接触情况往往直接影响到化学多相反应：反应分子间的接触情况往往直接影响到化学反应速率的大小。反应速率的大小。反应物之间接触情况的影响反应物之间接触情况的影响反应物分子之间的接触和碰撞反应物分子之间的接触和碰撞是发生反应的必要条是发生反应的必要条件。件。现在学习的是第54页，共
30、72页对于有固体物质参加的多相反应，反应发生在固体表面，对于有固体物质参加的多相反应，反应发生在固体表面，粒子的粒径越小，单位质量固体的表面积越大，反应物粒子的粒径越小，单位质量固体的表面积越大，反应物分子之间接触的机会增多，反应速率加快。分子之间接触的机会增多，反应速率加快。反应物之间接触情况的影响反应物之间接触情况的影响加快有固体参加的多相反应速率的方法：改变温度、加快有固体参加的多相反应速率的方法：改变温度、减小粒径。减小粒径。现在学习的是第55页，共72页1.碰撞理论碰撞理论2.过渡状态理论过渡状态理论第五节第五节 反应速率理论简介反应速率理论简介3.活化能活化能现在学习的是第56页，
31、共72页碰撞理论碰撞理论碰撞理论碰撞理论认为，化学反应发生的首要条件是反应物分认为，化学反应发生的首要条件是反应物分子必须相互碰撞。但不是每次碰撞都能发生反应（有子必须相互碰撞。但不是每次碰撞都能发生反应（有效碰撞），这主要归结于以下两个原因：效碰撞），这主要归结于以下两个原因：能量因素能量因素：只有具有较高能量的分子相互碰撞时，才：只有具有较高能量的分子相互碰撞时，才能克服电子云之间的相互排斥作用而相互接近，从而能克服电子云之间的相互排斥作用而相互接近，从而打破原有的化学键而形成新的分子，即发生化学反应打破原有的化学键而形成新的分子，即发生化学反应。这些具有较高能量的分子叫活化分子。这些具有
32、较高能量的分子叫活化分子。现在学习的是第57页，共72页碰撞理论碰撞理论方位因素方位因素：分子通过碰撞发生化学反应，不仅要求分子要：分子通过碰撞发生化学反应，不仅要求分子要有足够的能量，而且要求这些分子要有适当的取向（或方有足够的能量，而且要求这些分子要有适当的取向（或方位）。位）。22CO(g)NO(g)CO(g)NO(g)CO和和NO2分子碰撞时，如果分子碰撞时，如果C原子与原子与N原子相碰撞，就不大原子相碰撞，就不大可能发生反应；而当可能发生反应；而当C原子与原子与NO2分子中的分子中的O原子相碰撞时原子相碰撞时，则有可能发生反应。，则有可能发生反应。现在学习的是第58页，共72页过渡状
33、态理论过渡状态理论反应速率的反应速率的过渡状态理论过渡状态理论，又称，又称活化络合物理论活化络合物理论。这一理。这一理论认为，反应物并不是通过简单碰撞就能变成生成物，从反论认为，反应物并不是通过简单碰撞就能变成生成物，从反应物变到生成物要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首应物变到生成物要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，这种活化络合物通常是一种短暂的高能先形成活化络合物，这种活化络合物通常是一种短暂的高能态的态的“过渡区物种过渡区物种”，它既能与原来的反应物建立热力学的，它既能与原来的反应物建立热力学的平衡，又能进一步解离为产物。平衡，又能进一步解离为产物。反应物过渡态生
34、成物现在学习的是第59页，共72页过渡状态理论过渡状态理论反应速率的反应速率的过渡状态理论过渡状态理论：反应速率的快慢，与活：反应速率的快慢，与活化络合物的浓度以及活化络合物解离的速率等诸因化络合物的浓度以及活化络合物解离的速率等诸因素有关。素有关。反应物过渡态生成物现在学习的是第60页，共72页图中曲线表示反应过程中图中曲线表示反应过程中系统势能的变化。系统势能的变化。活化能活化能势能势能反应过程反应过程pEE反应物反应物产物产物ACBDXaE反应过程势能图反应过程势能图碰撞理论：点碰撞理论：点C可看作活化可看作活化分子所具有的最低能量。分子所具有的最低能量。活化能：使普通分子变为活化能：使
35、普通分子变为活化分子所需的最小能量活化分子所需的最小能量。现在学习的是第61页，共72页图中曲线表示反应过程中图中曲线表示反应过程中系统势能的变化。系统势能的变化。活化能活化能能量能量反应过程反应过程pEE反应物反应物产物产物ACBDXaE反应过程势能图反应过程势能图过渡状态理论：点过渡状态理论：点C可看作可看作活化络合物的能量。活化络合物的能量。活化能：活化络合物与反应活化能：活化络合物与反应物分子平均能量之差。物分子平均能量之差。现在学习的是第62页，共72页1.催化剂和催化作用催化剂和催化作用第六节第六节 催化作用催化作用2.酶催化作用酶催化作用现在学习的是第63页，共72页催化剂催化剂
36、是一种是一种能能改变改变反应速率反应速率而本身的而本身的质量质量和和组成组成在反在反应前后保持不变的物质，故不影响化学平衡。应前后保持不变的物质，故不影响化学平衡。通常将能加速反应速率的催化剂简称为催化剂，而把通常将能加速反应速率的催化剂简称为催化剂，而把减慢反应速率的负催化剂称为阻化剂或抑制剂（塑料减慢反应速率的负催化剂称为阻化剂或抑制剂（塑料和橡胶中的防老剂）。和橡胶中的防老剂）。催化剂催化剂参与反应参与反应，因此，其物理性质在反应前后可能发，因此，其物理性质在反应前后可能发生变化。生变化。催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第64页，共72页催化剂加快反应速率，是通过改变反应过程
37、（或机理）催化剂加快反应速率，是通过改变反应过程（或机理）、降低反应的活化能来实现的。、降低反应的活化能来实现的。E1A+B+CAC+BAB+C反应过程反应过程势能势能EE221ABAB E加入催化剂加入催化剂C1ACAC E2ACBAB+C E12 EEEE催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第65页，共72页催化剂与反应系统催化剂与反应系统处在同一个相处在同一个相的催化反应称为的催化反应称为均相催均相催化反应化反应。用硫酸作催化剂使乙醇和乙酸生成乙酸乙酯。用硫酸作催化剂使乙醇和乙酸生成乙酸乙酯。催化剂与反应系统催化剂与反应系统处在不同相处在不同相的催化反应称为的催化反应称为多相催化
38、反多相催化反应应。用固体超强酸作催化剂使乙醇和乙酸生成乙酸乙酯。用固体超强酸作催化剂使乙醇和乙酸生成乙酸乙酯。催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第66页，共72页在化工生产中，为了增大反应物与催化剂之间的接触面积，在化工生产中，为了增大反应物与催化剂之间的接触面积，往往将催化剂的活性组分附着在一些多孔性的载体上，如硅往往将催化剂的活性组分附着在一些多孔性的载体上，如硅藻土、高岭土、活性炭、硅胶等，或被附着在具有一定特性藻土、高岭土、活性炭、硅胶等，或被附着在具有一定特性的金属氧化物的金属氧化物（如（如Al2O3、ZnO、MgO、RuO2、TiO2）等等上面，这样制得的催化剂称为上面，
39、这样制得的催化剂称为负载型催化剂负载型催化剂。它比一般催。它比一般催化剂具有较高的催化活性和较高的选择性。化剂具有较高的催化活性和较高的选择性。催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第67页，共72页固体催化剂的固体催化剂的活性中心活性中心被反应物中的被反应物中的杂质杂质占领而占领而失去活性失去活性，这种杂质称为这种杂质称为催化毒物催化毒物，这种现象称为，这种现象称为催化剂中毒催化剂中毒。为防止催化剂中毒，反应物必须为防止催化剂中毒，反应物必须预先净化预先净化。有时杂质也可以起有时杂质也可以起助催化作用助催化作用。催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第68页，共72页催化剂的基本
40、特点催化剂的基本特点1.能与反应物生成中间体，改变了反应历程，降低了能与反应物生成中间体，改变了反应历程，降低了反应活化能，使反应速率加大；反应活化能，使反应速率加大；2.同时增加正向和反向反应的速率，加快了反应达到平同时增加正向和反向反应的速率，加快了反应达到平衡的速度，但不能改变平衡的位置；衡的速度，但不能改变平衡的位置；3.反应前后催化剂的化学性质不变，而物理性质可能发生反应前后催化剂的化学性质不变，而物理性质可能发生改变；改变；催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第69页，共72页催化剂的基本特点催化剂的基本特点4.催化剂具有特殊的选择性（或专一性）；催化剂具有特殊的选择性（或
41、专一性）；5.催化剂对少量杂质非常敏感，添加少量杂质，可使催化剂对少量杂质非常敏感，添加少量杂质，可使催化性能锐减（称为催化剂中毒），有些杂质可使催催化性能锐减（称为催化剂中毒），有些杂质可使催化作用猛增，故后者称为化作用猛增，故后者称为助催化剂助催化剂。催化剂和催化作用催化剂和催化作用现在学习的是第70页，共72页1.高选择性高选择性2.高催化效率高催化效率3.反应条件温和反应条件温和4.反应历程复杂反应历程复杂它的选择性超过了任何人造催化剂它的选择性超过了任何人造催化剂比非酶催化一般高比非酶催化一般高1061010 倍倍一般在常温、常压下进行一般在常温、常压下进行受受pH、温度、离子强度影响较大。温度、离子强度影响较大。酶催化作用酶催化作用现在学习的是第71页，共72页感谢大家观看感谢大家观看2022-9-5现在学习的是第72页，共72页